純水設(shè)備知識:廢水零排放與鋼鐵企業(yè)的水資源管理
【杭州純水設(shè)備 http://southernfriedswampjam.com】基本和戰(zhàn)略資源,水資源是社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義,更嚴(yán)格的工業(yè)水控制的狀態(tài),所以,和水一樣,在電廠燃煤電廠討論工業(yè)廢水零排放的內(nèi)涵”,指出污水零排放是一種“理想”的行業(yè),是一個(gè)目標(biāo)的努力“清水戰(zhàn)斗”,但必須因地制宜,因?yàn)楣S的ShiCe既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)雙贏。廢水的零排放包括廢水排放連續(xù)“趨于零”的一系列行動(dòng)和過程。因此,工業(yè)廢水處理的一個(gè)切實(shí)可行的選擇是“近零排放”,其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)新用水量、廢水和廢水污染物的聯(lián)合減排。南通純水設(shè)備基于水資源管理績效指標(biāo)的分析大中型鋼鐵企業(yè)包括在最近20年中國鋼鐵協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),結(jié)果表明,水蒸發(fā)損失每噸鋼鐵鋼鐵企業(yè)在整個(gè)生產(chǎn)過程大約是1.5 - -2.0 m3/ t。分析了節(jié)水存在的問題在中國的鋼鐵產(chǎn)業(yè),并提出一些建議,促進(jìn)非常規(guī)水資源的開發(fā)利用,如海水、雨水,城市再生水,企業(yè)排汽(包括冷凝水),加強(qiáng)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理,非常規(guī)水資源的利用率。
廢水零排放的建議與思考
(a)什么是廢水零排放?
廣義上的“零排放”是指不向生態(tài)環(huán)境排放廢氣、廢液和固體廢物。本文討論的“廢水零排放”主要是工業(yè)廢水的“零排放”。
在1972年,美國,水污染控制法案修正案提出,對現(xiàn)有的工業(yè)排放單位(包括工廠)使用在7月1日之前,1977年“最好的可行的實(shí)用控制技術(shù)(雙極性晶體管)限制浪費(fèi)”,用在7月1日之前,1983年“經(jīng)濟(jì)可以達(dá)到最佳可用技術(shù)(蝙蝠)來減少浪費(fèi)”,1985年之后不再通航水域所有污染物的排放,從而降低了對所有國家污染物和發(fā)展目標(biāo)的[1]。由此誕生了零液面(ZLD)的概念。由于火電企業(yè)用水量大,可利用余熱(廢熱)量大,當(dāng)時(shí)ZLD的主要應(yīng)用領(lǐng)域是火電行業(yè)。
廢水零排放一般是指除蒸發(fā)、吹風(fēng)等自然損失外,廠區(qū)內(nèi)使用的所有水(經(jīng)過各種處理)在廠區(qū)內(nèi)循環(huán)使用,不排放任何廢水到廠區(qū)外。在水循環(huán)系統(tǒng)中積累的鹽通過蒸發(fā)結(jié)晶以固體形式排出。
(二)廢水零排放的冷思考
1. 廢水零排放已接近“工業(yè)理想”。
由于現(xiàn)有的廢水處理技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)廢水的完全封閉循環(huán),ZLD只能是一個(gè)無限接近的目標(biāo),不能成為誤導(dǎo)企業(yè)和政府官員[3]的噱頭。
公布的2000年,美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)研究了EPA 625 / R - 99/008“金屬表面處理對零排放”[4],它表示“零排放”(接近零Disge, AZD),指的是“最小化廢水污水排放”,是一個(gè)更務(wù)實(shí)的蝙蝠,近年來,國內(nèi)學(xué)者和專家說“零排放”(NZD零Disge附近)的意思。
作者認(rèn)為,廢水零排放,純水設(shè)備既是企業(yè)水資源管理的目標(biāo),也是包含了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的所有行動(dòng)的過程。因此南通純水設(shè)備,AZD或NZD才應(yīng)該成為工業(yè)企業(yè)廢水處理的現(xiàn)實(shí)選擇。
2.廢水零排放相關(guān)工藝技術(shù)是不斷發(fā)展的
上世紀(jì)70年代以來,國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)了許多ZLD、AZD(NZD)工藝技術(shù),尤其是近年來隨著中國環(huán)保政策與排放標(biāo)準(zhǔn)的趨嚴(yán),中國在火電、煤化工等領(lǐng)域也發(fā)展、應(yīng)用了一系列單項(xiàng)或綜合性工業(yè)廢水ZLD、AZD(NZD)工藝技術(shù),取得了明顯效果。如,文獻(xiàn)[5]針對含有大量無機(jī)鹽或溶解性總固體物(Total Dissolved Solids,TDS)的工業(yè)廢水,介紹了美國RCC公司開發(fā)的技術(shù)、設(shè)備及應(yīng)用實(shí)績;文獻(xiàn)[6]、文獻(xiàn)[7]分析了我國燃煤電廠常用的幾種ZLD、AZD(NZD)技術(shù),分析了其應(yīng)用過程中存在的問題,并對未來的技術(shù)發(fā)展方向提出相關(guān)建議;文獻(xiàn)[8]介紹了煤化工高鹽水處理工藝中的熱濃縮工藝和膜分離技術(shù),文獻(xiàn)[9]介紹了化工制藥廢水的反滲透處理工藝。
根據(jù)國內(nèi)外應(yīng)用情況,無論是ZLD,還是AZD(NZD),大都存在有待改進(jìn)的問題。相信,隨著相關(guān)廢水處理工藝、技術(shù)、裝備的持續(xù)進(jìn)步,以及由此而產(chǎn)生的濃縮鹽、污泥等固廢(或危廢)綜合利用、安全處置技術(shù)的成熟,工業(yè)廢水的外排量將會(huì)進(jìn)一步減少,廢水處理過程中產(chǎn)生的濃縮鹽、污泥等固廢(危廢)也會(huì)不斷實(shí)現(xiàn)全量循環(huán)利用,從而逐步邁向真正意義上的零排放。
3.廢水零排放應(yīng)該基于全生命周期評價(jià)理念
廢水處理過程中必然伴隨著藥劑與能源消耗,而藥劑和能源的生產(chǎn)、使用過程也會(huì)產(chǎn)生一定的環(huán)境負(fù)荷。同時(shí),由于廢水處理過程不可避免地會(huì)產(chǎn)生一部分廢氣、廢液、固廢等污染物,如果所采用的工藝技術(shù)不盡合理的話,過程中新增的各種二次污染物總量就不能忽略,從而使外排廢水減量所帶來的污染物減排效果大打折扣。在這種情況下,如果把工業(yè)“廢水零排放”的目標(biāo)僅僅定位于廢水的減量或零排放,那么有可能僅僅是將污染物從水中轉(zhuǎn)移到大氣或固廢中而“走上歧途”。 南通純水設(shè)備比如,近幾年國內(nèi)關(guān)于濕法煙氣脫硫脫硝工藝技術(shù)的質(zhì)疑,主要就在于濕法脫硫脫硝過程中的“廢水零排放”,溶有大量鹽分的污水在系統(tǒng)中反復(fù)循環(huán)時(shí)部分蒸發(fā)或發(fā)生跑冒滴露,從而造成對大氣、地下水體、土壤的污染,于是有專家質(zhì)疑“廢水零排放為偽命題”,更有專家質(zhì)疑燃煤發(fā)電等濕法煙氣脫硫脫硝過程中排放的“白色煙羽”是造成霧霾的主要原因。因此,必須關(guān)注廢水處理末端產(chǎn)生的大量濃縮鹽的減排,也就是說“廢水零排放”的目標(biāo)應(yīng)該是朝著整個(gè)廢水處理系統(tǒng)的“固、液零排放”不斷努力。
由此說明,廢水零排放是一項(xiàng)系統(tǒng)的綜合性工程,必須從全系統(tǒng)、全消耗、全排放的角度去研究污染物的減排問題。生命周期評價(jià)(Life Cycle Assessment, LCA)是一種用于評估產(chǎn)品、工藝過程或生產(chǎn)活動(dòng)在其整個(gè)生命周期中造成的環(huán)境負(fù)荷的方法,是一種考慮了全系統(tǒng)、全消耗、全排放的定量化研究能源、資源利用和廢棄物排放影響的方法,已成為一種重要的環(huán)境管理工具和預(yù)防性的環(huán)境保護(hù)手段。同濟(jì)大學(xué)在國內(nèi)較早地運(yùn)用LCA 技術(shù)對廢水處理工藝進(jìn)行評估與選擇[10],純水設(shè)備也于2008年運(yùn)用LCA方法對鋼鐵企業(yè)循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究[11]。將LCA方法應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域正受到越來越廣泛的關(guān)注。
4.廢水零排放必須兼顧環(huán)保與經(jīng)濟(jì)的雙贏
當(dāng)前,生態(tài)環(huán)境是關(guān)系黨的使命宗旨的重大政治問題,也是關(guān)系民生的重大社會(huì)問題。堅(jiān)決打贏污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn),全力守護(hù)藍(lán)天碧水和凈土,是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容,是建設(shè)美麗中國、滿足人民群眾美好生活需要的內(nèi)在要求,也是落實(shí)中華民族永續(xù)發(fā)展“根本大計(jì)”的關(guān)鍵一步。
打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)、實(shí)現(xiàn)廢水零排放,在各地方政府簡單追求“指標(biāo)化”的環(huán)境治理績效、環(huán)保企業(yè)狂熱掘金“零排放”市場、以及排污企業(yè)努力獲得應(yīng)對環(huán)保壓力“金字招牌”的多重需求驅(qū)動(dòng)下,各種不計(jì)成本的“零排放”項(xiàng)目與成果不斷見諸媒體。不過,不斷涌現(xiàn)的“首家實(shí)現(xiàn)廢水零排放的企業(yè)”本身就說明了這種“零排放”的尷尬。這些成果,很多只局限于單一裝備或工序,僅僅是實(shí)現(xiàn)了污染物的部分減量或在企業(yè)內(nèi)部不同系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)移,而其巨額的建設(shè)成本和長期的運(yùn)營負(fù)擔(dān)也使得大部分成果往往止于“示范”。
對于排污企業(yè)來說,應(yīng)該追求社會(huì)聲譽(yù)與經(jīng)營績效的最優(yōu)配置,在積極履行企業(yè)社會(huì)責(zé)任、環(huán)保責(zé)任的同時(shí)按照市場化原則實(shí)現(xiàn)企業(yè)價(jià)值最大化。因此,無論是政府還是企業(yè),都不應(yīng)盲目追求“零排放”這個(gè)金光閃閃的招牌。實(shí)現(xiàn)環(huán)保與經(jīng)濟(jì)的雙贏,探索更高效、更經(jīng)濟(jì)的工業(yè)廢水處理工藝技術(shù)才是符合我國現(xiàn)階段國情的務(wù)實(shí)做法,廢水零排放絕不能淪為一種概念游戲、成為一個(gè)噱頭,而應(yīng)該成為企業(yè)踐行生態(tài)文明的一種自發(fā)行為與努力目標(biāo)。
近年來興起的水管理會(huì)計(jì)[12-14](Water Management Acing,WMA,也叫水會(huì)計(jì)、水資源會(huì)計(jì)、水管理核算等)是對水資源資產(chǎn)化管理的一種創(chuàng)新,是對環(huán)境會(huì)計(jì)的發(fā)展與延續(xù)。水管理會(huì)計(jì)的主要內(nèi)容包括:南通純水設(shè)備水資源的價(jià)值評估,水資源會(huì)計(jì)核算中的權(quán)益取得、開發(fā)投資、開發(fā)成本與費(fèi)用、開發(fā)收人、保護(hù)支出、循環(huán)利用和使用權(quán)轉(zhuǎn)讓,以及水資源會(huì)計(jì)信息的披露方式和要求等。將傳統(tǒng)的財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)方法與企業(yè)的水資源管理結(jié)合,有助于更好地了解企業(yè)水資源管理活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)性,有助于對水資源的生態(tài)循環(huán)和消耗過程及結(jié)果進(jìn)行反映和控制,從而促進(jìn)企業(yè)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)與保護(hù)環(huán)境之間保持平衡與可持續(xù)。
二、鋼鐵企業(yè)水資源管理工作問題淺析
(一)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的嚴(yán)肅性有待提高
近二十年,中國鋼鐵行業(yè)依靠技術(shù)進(jìn)步和科學(xué)管理,通過采用節(jié)水新工藝、新技術(shù),完善循環(huán)水系統(tǒng)、串接利用水資源、回收利用外排水、擴(kuò)大非常規(guī)水源利用等措施,不斷降低產(chǎn)品新水消耗,減少污水排放,節(jié)水工作取得顯著效果。噸鋼新水用量從2000年的28.96m3/t降到2018年的2.75m3/t,下降了90.3%;噸鋼廢水排放量從2000年的16.83m3/t降到2018年的0.69m3/t,下降了95.9%。
鋼鐵企業(yè)的噸鋼新水用量與噸鋼廢水排放量之差,所體現(xiàn)的主要是企業(yè)生產(chǎn)過程中水的蒸發(fā)量與跑冒滴漏量等損失量。如果企業(yè)的生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)不發(fā)生較大調(diào)整時(shí)生產(chǎn)過程中水的蒸發(fā)量基本比較穩(wěn)定,而水的跑冒滴漏等損失則隨著鋼鐵企業(yè)能源環(huán)保管理水平的提升呈總體減少趨勢。根據(jù)國際鋼協(xié)2011年對20家鋼鐵企業(yè)的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),鋼鐵企業(yè)的噸鋼新水用量與噸鋼廢水排放量之差在1.6-3.3m3/t之間,并認(rèn)為大部分為蒸發(fā)損耗[15]。而冶金工業(yè)規(guī)劃研究院的劉濤[16]則認(rèn)為,鋼鐵企業(yè)冷卻水系統(tǒng)的蒸發(fā)損失量約為2.8m3/t。
從上述納入中國鋼協(xié)統(tǒng)計(jì)的大中型鋼鐵企業(yè)的情況來看,確實(shí)呈現(xiàn)出上述這樣一種趨勢,即:噸鋼新水用量與噸鋼廢水排放量之差呈總體下降趨勢水處理設(shè)備,且從2007年以后相對穩(wěn)定,尤其是近兩年來該差值已低至2.1 m3/t左右,如圖2示。該差值的持續(xù)變小,還有一個(gè)原因是部分鋼鐵企業(yè)加大了對城市中水的使用、加強(qiáng)了對雨水的收集利用,使得噸鋼新水用量指標(biāo)持續(xù)減小。這也說明,純水設(shè)備隨著近幾年企業(yè)強(qiáng)化水資源管理工作,納入中國鋼協(xié)統(tǒng)計(jì)的大中型鋼鐵企業(yè)水系統(tǒng)的跑冒滴漏現(xiàn)象已經(jīng)得到了有效控制,但相對穩(wěn)定的蒸發(fā)水量卻會(huì)長期存在甚至?xí)S著企業(yè)產(chǎn)線的延長而增加,不過行業(yè)平均的蒸發(fā)損失水量不會(huì)高于2 m3/t。作者認(rèn)為,全流程鋼鐵企業(yè)的噸鋼蒸發(fā)損失水量在1.5-2.0 m3/t之間是比較合理的,北方干燥地區(qū)企業(yè)的蒸發(fā)損失會(huì)較大一些。
近幾年,國內(nèi)部分鋼鐵企業(yè)對外宣稱實(shí)現(xiàn)了廢水零排放,可是這些企業(yè)的噸鋼新水消耗量指標(biāo)有的卻高達(dá)3m3/t以上,遠(yuǎn)大于上述納入鋼協(xié)統(tǒng)計(jì)的大中型鋼鐵企業(yè)近幾年的新水消耗量與廢水排放量差值,特別是這些企業(yè)中有的還使用了大量的城市中水或收集利用了部分雨水。所以,如果這些企業(yè)真的是實(shí)現(xiàn)了廢水零排放,那么說明這些企業(yè)內(nèi)部有大量的水發(fā)生了蒸發(fā)或者跑冒滴漏,進(jìn)而說明這些企業(yè)的水資源管理水平很差?或者,這些企業(yè)所謂的“零排放”需要打個(gè)問號?
因此,中國鋼鐵企業(yè)的用水、排水統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的嚴(yán)肅性還有待加強(qiáng)。對于明顯偏離常規(guī)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),建議組織技術(shù)力量進(jìn)行核查、或責(zé)成企業(yè)自行開展審計(jì)、自查。鋼鐵企業(yè)自身也應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行統(tǒng)計(jì)規(guī)范,確保統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的真實(shí)、準(zhǔn)確與可核查。
(二)重視水量的減少,輕視污染物的減排
長期以來,對工業(yè)企業(yè)節(jié)水工作進(jìn)行評價(jià)的重要指標(biāo)之一是其單位產(chǎn)品用水量,如反映鋼鐵企業(yè)節(jié)水工作的主要對標(biāo)指標(biāo)就是“噸鋼新水消耗”。為了促進(jìn)工業(yè)企業(yè)節(jié)約用水、提高用水效率,2013年,工業(yè)和信息化部、水利部、國家統(tǒng)計(jì)局、全國節(jié)約用水辦公室聯(lián)合印發(fā)《重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)用水效率指南》(工信部聯(lián)節(jié)〔2013〕367號);2016年,國家發(fā)改委發(fā)布《水效領(lǐng)跑者引領(lǐng)行動(dòng)實(shí)施方案》(發(fā)改環(huán)資〔2016〕876號);2017年,工業(yè)和信息化部會(huì)同水利部、發(fā)展改革委、質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布《重點(diǎn)用水企業(yè)水效領(lǐng)跑者引領(lǐng)行動(dòng)實(shí)施細(xì)則》(工信廳聯(lián)節(jié)﹝2017﹞16號)。雖然這些文件中提到的水效指標(biāo)包括了單位產(chǎn)品取水量、重復(fù)利用率、循環(huán)利用率、廢水回用率、用水綜合漏失率等多個(gè)指標(biāo),但單位產(chǎn)品取水量無疑卻是最重要的指標(biāo),因?yàn)槠渌麕讉€(gè)指標(biāo)的先進(jìn)性最終依然會(huì)反映在單位產(chǎn)品取水量這個(gè)指標(biāo)的進(jìn)步上來。因此,降低新水消耗量是工業(yè)企業(yè)節(jié)水工作的重中之重。
從排水的角度來說,廢水零排放已成為企業(yè)應(yīng)對環(huán)保壓力的金字招牌,因此不斷減少外排廢水總量是企業(yè)“生存保衛(wèi)戰(zhàn)”的現(xiàn)實(shí)需要。
由于節(jié)水與廢水減排項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性較差,所以目前大多數(shù)企業(yè)將節(jié)水工作、廢水減排的重點(diǎn)放在新水消耗與廢水排放的減量方面,并且以廢水的達(dá)標(biāo)排放和完成政府下達(dá)的考核目標(biāo)為主,輕視外排廢水中污染物濃度的持續(xù)降低。
但是,作者認(rèn)為,污水只是污染物的載體,環(huán)保工作的目的是減少污染物的排放。因此,持續(xù)減少外排廢水中各種污染物的總量才是工業(yè)企業(yè)水資源管理的最重要工作之一。
(三)節(jié)水工作“一刀切”問題依然存在
盡管國家三令五申禁止環(huán)保工作“一刀切”,但在實(shí)際工作中難免“一把尺子量天下”。從企業(yè)外部來說,純水設(shè)備只有用統(tǒng)一的績效指標(biāo)評價(jià)不同企業(yè)工作的先進(jìn)性才能有公信力,并促進(jìn)企業(yè)之間的對標(biāo)挖潛與持續(xù)進(jìn)步;而從企業(yè)內(nèi)部來說,外部的壓力就是驅(qū)動(dòng)力、外部的評價(jià)就是指揮棒,企業(yè)也需要不斷贏得社會(huì)肯定、保持良好的社會(huì)聲譽(yù)。
事實(shí)上,不同地區(qū)企業(yè)所處的自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境等外部條件差異很大,如水資源稀缺性、環(huán)境容量、相關(guān)利益者對當(dāng)?shù)丨h(huán)境質(zhì)量的訴求等,同時(shí)不同企業(yè)之間在生產(chǎn)工藝、裝備技術(shù)、管理制度、員工素質(zhì)等內(nèi)在條件也都不盡相同。因此,應(yīng)該因地制宜、因廠施策推進(jìn)企業(yè)節(jié)水與廢水減排工作。
(四)污水不當(dāng)使用的情況比較普遍
工業(yè)企業(yè)節(jié)水工作中,有一個(gè)重要思路就是水資源的串接使用和循環(huán)利用。但是,工業(yè)污水如果使用不當(dāng)就會(huì)造成較為嚴(yán)重的環(huán)境污染。比如,很多鋼鐵企業(yè)把經(jīng)簡單處理的工業(yè)污水作為高爐沖渣水、鋼渣處理冷卻水、廠區(qū)道路灑水、綠化用水等使用(開放型使用,即:使用過程或使用后水被直接排放到自然環(huán)境中),高爐沖渣和鋼渣處理過程中污水中的有毒有害物質(zhì)會(huì)隨著水蒸氣散發(fā)到大氣中,道路灑水和綠花澆水過程中污水中的有毒有害物質(zhì)會(huì)滲透到土壤中,長期下去必然對大氣環(huán)境和地下水系、廠區(qū)土壤造成污染。
因此,隨著生態(tài)環(huán)境治理工作的深入推進(jìn),工業(yè)企業(yè)在對中水進(jìn)行開放型使用時(shí)應(yīng)逐步提升中水的水質(zhì),或者通過技術(shù)改造降低中水的開放型使用量。
三、加強(qiáng)鋼鐵企業(yè)水資源管理的幾點(diǎn)建議
2012年1月,國務(wù)院以(國發(fā)〔2012〕3號)文件發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》,對實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度作出全面部署和具體安排。2013年1月,國務(wù)院辦公廳以(國辦發(fā)〔2013〕2號)印發(fā)了《國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法的通知》,明確了考核內(nèi)容、評分方法等。此后,各地方政府也陸續(xù)出臺了實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的具體實(shí)施意見。
2015 年4 月,國務(wù)院發(fā)布《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(國發(fā)〔2015〕17號)。2018年6月,《中共中央 國務(wù)院 關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》提出,堅(jiān)決打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn),著力打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn),扎實(shí)推進(jìn)凈土保衛(wèi)戰(zhàn)。
實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度,加強(qiáng)水污染防治水處理設(shè)備,打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn),企業(yè)是主體。根據(jù)國內(nèi)外工業(yè)企業(yè)水資源管理的最新研究成果和發(fā)展趨勢,并針對以上鋼鐵企業(yè)水資源管理方面存在的問題,對強(qiáng)化鋼鐵企業(yè)水資源管理工作提出以下幾點(diǎn)建議。
(一)加強(qiáng)水資源基礎(chǔ)管理,推廣先進(jìn)水資源管理工具的應(yīng)用
加強(qiáng)水資源管理組織機(jī)構(gòu)與制度建設(shè),建立協(xié)同、高效的取水、制水、用水與排水的水資源管理體系;認(rèn)真貫徹取水許可制度,嚴(yán)格執(zhí)行取水許可審批程序;建立日常巡查和檢修制度,防止跑冒滴漏;純水設(shè)備建立和完善用水情況統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測、分析制度,加強(qiáng)水資源管理系統(tǒng)的信息化建設(shè),確保水資源管理數(shù)據(jù)的完整、真實(shí)、準(zhǔn)確;定期開展水平衡測試,加強(qiáng)用水效率和總量分析;制定并實(shí)施節(jié)水規(guī)劃和年度節(jié)水計(jì)劃,推進(jìn)節(jié)水重點(diǎn)技術(shù)改造項(xiàng)目實(shí)施,積極研發(fā)應(yīng)用節(jié)水新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備,加快淘汰落后用水工藝、設(shè)備和器具;強(qiáng)化目標(biāo)責(zé)任管理和考核,開展對標(biāo)、達(dá)標(biāo)活動(dòng),降低單位產(chǎn)品用水量,提高水資源的利用效率。
目前,中國工業(yè)企業(yè)的水資源管理工作還比較粗放,水平衡測試、水足跡、水管理會(huì)計(jì)、生命周期評價(jià)等先進(jìn)的水資源管理工具尚沒有普及應(yīng)用。建議有條件的企業(yè)將水平衡測試作為水資源管理的基本工具進(jìn)行全面推廣,并在此基礎(chǔ)上逐步推進(jìn)水足跡、水管理會(huì)計(jì)、生命周期評價(jià)等其他先進(jìn)水資源管理工具的應(yīng)用。
如果說,水平衡測試重點(diǎn)關(guān)注的是水資源消耗,那么工業(yè)水足跡研究則不僅關(guān)注水資源消耗,還關(guān)注水環(huán)境污染。工業(yè)水足跡是基于水足跡理論發(fā)展起來的、專門用于分析工業(yè)生產(chǎn)過程中水資源消耗和環(huán)境影響的物理指標(biāo),研究內(nèi)容包括各種工業(yè)原料、輔料與生產(chǎn)過程中的水資源消耗和水環(huán)境污染,即生產(chǎn)過程中的綠水足跡、藍(lán)水足跡、灰水足跡和隱含水足跡。綜合國內(nèi)關(guān)于工業(yè)水足跡的研究成果[17-20],綠水足跡是指企業(yè)收集、利用的雨水量,藍(lán)水足跡是指企業(yè)對傳統(tǒng)水源的直接消耗量(直接藍(lán)水足跡);灰水足跡是指以自然本底濃度和現(xiàn)有的環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn),將污水排放的污染物負(fù)荷吸收同化所需的淡水量,即“占用的納污能力”;隱含水足跡也可以稱作為原輔料水足跡,其包含整個(gè)生產(chǎn)過程中的工業(yè)原料、輔料、能源消耗及公共部門分?jǐn)偟碾[含水足跡(間接藍(lán)水足跡)。所以,從污染防治和廢水零排放的管理需求來說水處理設(shè)備,工業(yè)企業(yè)的灰水足跡比綠水足跡、藍(lán)水足跡、隱含水足跡更具有研究價(jià)值。從這個(gè)意義上來說,工業(yè)企業(yè)推進(jìn)廢水零排放的本質(zhì),其實(shí)就是為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)的灰水足跡為零。
(二)推進(jìn)非常規(guī)水資源利用
積極鼓勵(lì)企業(yè)開展海水、雨水、城市再生水、企業(yè)蒸汽系統(tǒng)冷凝水與乏蒸汽等非常規(guī)水資源的開發(fā)利用,全面減少鋼鐵工業(yè)地下水、地表水取水量,提高水資源重復(fù)利用率。關(guān)于海水利用的研究論文很多,這里僅對其他幾種非常規(guī)水資源的開發(fā)利用進(jìn)行簡單討論。
1.關(guān)于雨水的收集、處理與利用,純水設(shè)備應(yīng)關(guān)注最新國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)內(nèi)容的導(dǎo)向。
目前,大部分企業(yè)由于場地的限制沒有雨水的收集利用設(shè)施,而是采用雨污分流的方式將雨水排放,而且部分企業(yè)的雨污分流形同虛設(shè)、并沒有很好地發(fā)揮其作用。
由于工業(yè)企業(yè)地面雨水的污染物成分復(fù)雜,部分污染物如油類、COD、重金屬等的濃度較城市雨水更高。隨著國家對環(huán)保的日益重視,工業(yè)企業(yè)廠區(qū)雨水尤其是初期雨水的收集處理越來越重要。2016年新修訂的國家標(biāo)準(zhǔn)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014)對雨污分流、初期雨水與工業(yè)廠區(qū)雨水的污染物處理作出了特別限制,第1.0.4條規(guī)定“除降雨量少的干旱地區(qū)外,新建地區(qū)的排水系統(tǒng)應(yīng)采用分流制;現(xiàn)有合流制排水系統(tǒng),應(yīng)按城鎮(zhèn)排水規(guī)劃的要求,實(shí)施雨污分流改造;暫時(shí)不具備雨污分流條件的地區(qū),應(yīng)采取截流、調(diào)蓄和處理相結(jié)合的措施,提高截流倍數(shù),加強(qiáng)降雨初期的污染防治”;第4.1.6條規(guī)定“工業(yè)區(qū)內(nèi)經(jīng)常受有害物質(zhì)污染的場地雨水,應(yīng)經(jīng)預(yù)處理達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后才能排入排水管渠”。
因此,應(yīng)全面實(shí)施雨污分流,并加強(qiáng)對雨水特別是初期雨水的收集、處理、利用。
不過,雨水是寶貴的自然淡水資源,源自自然本應(yīng)回歸自然。如果進(jìn)行截流、利用,則建議納入新水消耗指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)或單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)雨水消耗指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。只是,雨水是免費(fèi)的,雨水的消耗并不應(yīng)繳納水資源費(fèi)。
2.城市再生水的利用,是城市鋼鐵企業(yè)助力城市生態(tài)文明建設(shè)的重要抓手。
城市再生水,主要是指城市污水或生活污水經(jīng)處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。根據(jù)《“十三五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》(發(fā)改環(huán)資〔2016〕2849號),“十三五”期間我國城市和縣城再生水利用率要進(jìn)一步提高。到2020 年底,京津冀地區(qū)不低于30%,缺水城市再生水利用率不低于20%(2015年約為12.1%),其他城市和縣城力爭達(dá)到15%(2015年約為4.4%)。
需要說明的是,與發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)相比水處理設(shè)備,目前我國城市再生水利用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)偏低,一些風(fēng)險(xiǎn)較高的新型污染物未涉及,特別是再生水利用在生態(tài)與景觀環(huán)境、農(nóng)業(yè)灌溉、地下水回灌等方面存在一定的安全隱患,加大了地下水污染和農(nóng)業(yè)食品安全的風(fēng)險(xiǎn)。隨著我國再生水利用科學(xué)研究的不斷深入、再生水處理與監(jiān)測技術(shù)的不斷進(jìn)步,有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步提升、完善。而作為城市再生水利用的潛在大用戶,鋼鐵企業(yè)特別是大中型鋼鐵企業(yè),更應(yīng)自我加壓、自我約束,在積極推進(jìn)城市再生水利用的同時(shí),應(yīng)加強(qiáng)再生水安全利用管理,加強(qiáng)再生水的再處理與水質(zhì)監(jiān)測,加強(qiáng)對再生水用水設(shè)施或景觀綠化地土壤的監(jiān)測,提升城市再生水利用效率并持續(xù)減少污染物排放。
3.加強(qiáng)冷凝水的使用,是鋼鐵企業(yè)進(jìn)一步深化節(jié)水工作的潛力點(diǎn)。
如前所述,全流程鋼鐵企業(yè)的噸鋼蒸發(fā)損失水量(含蒸汽管網(wǎng)等的冷凝水)在1.5-2.0 m3/t之間。保守地按1.5m3/t計(jì)算,常溫常壓下1.5m3的水蒸發(fā)所帶早的熱量約為3.6GJ,約合123千克標(biāo)準(zhǔn)煤。也就是說,全流程鋼鐵企業(yè)由于水蒸發(fā)損失帶走的熱量約合123kgce/t。因此,回收利用鋼鐵企業(yè)排放的蒸汽(含冷凝水)及其所含的熱量,潛在的節(jié)能、節(jié)水效果顯著,商業(yè)機(jī)會(huì)巨大。
不過,由于鋼鐵企業(yè)內(nèi)損失的乏蒸汽分布比較分散,且乏蒸汽余熱回收的熱效率極低,使得乏蒸汽余熱及其冷凝水回收的經(jīng)濟(jì)效益較差、實(shí)際應(yīng)用的裝置不多。
開發(fā)乏蒸汽余熱及其冷凝水回收的最佳可適用技術(shù),是鋼鐵企業(yè)進(jìn)一步深化節(jié)能、節(jié)水、減排工作的有效潛力點(diǎn)。純水設(shè)備建議有實(shí)力的鋼鐵企業(yè)與相關(guān)科研院所合作,加大科研投入,開發(fā)相關(guān)工藝、技術(shù)與裝備,促進(jìn)鋼鐵企業(yè)節(jié)能、節(jié)水工作不斷深入,實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、精益化。
隨著生態(tài)文明建設(shè)的深入推進(jìn),國家節(jié)能減排政策、標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格,鋼鐵企業(yè)的精細(xì)化水資源管理工作越來越受到重視,廢水零排放更是成為企業(yè)提升可持續(xù)發(fā)展能力與競爭力的重要抓手。但是,目前鋼鐵企業(yè)在水資源管理和廢水零排放方面還存在很多問題需要加強(qiáng)管理或開展深入研究,特別是中國鋼鐵企業(yè)的用水、排水統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的嚴(yán)肅性還有待加強(qiáng)。
本文研究得出以下幾方面認(rèn)識:
1. 工業(yè)“廢水零排放”的是一種“工業(yè)理想”,而“近零排放”才是工業(yè)企業(yè)廢水處理的現(xiàn)實(shí)選擇,目的是實(shí)現(xiàn)新水消耗、外排廢水與廢水中污染物的共同減量。因而,廢水零排放是廢水排放不斷“趨零”的一系列行動(dòng)與過程,而其本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)的灰水足跡為零;
2. 應(yīng)因地制宜、因廠施策推進(jìn)企業(yè)節(jié)水與廢水減排工作,并兼顧環(huán)保與經(jīng)濟(jì)的雙贏,切忌“一刀切”;
3. 全流程鋼鐵企業(yè)的噸鋼蒸發(fā)損失水量約為1.5-2.0 m3/t;
4. 雨水是寶貴的自然淡水資源,工業(yè)企業(yè)應(yīng)全面實(shí)施雨污分流,并加強(qiáng)對雨水特別是初期雨水的收集、處理、利用;建議將雨水的使用情況納入新水消耗指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì);
5. 鋼鐵企業(yè)應(yīng)積極推進(jìn)城市再生水利用,并強(qiáng)再生水安全利用管理;
6. 鋼鐵企業(yè)應(yīng)逐步提升企業(yè)內(nèi)部中水水質(zhì)水處理設(shè)備,或者通過技術(shù)改造減少中水的開放型使用(即:使用過程或使用后被直接排放到自然環(huán)境中)。如果需要對經(jīng)簡單處理的工業(yè)污水(中水)進(jìn)行開放型使用,則在使用前應(yīng)對可能造成的環(huán)境污染開展安全性評價(jià);
7. 回收利用鋼鐵企業(yè)的外排蒸汽(含冷凝水)及其所含的熱量,潛在的節(jié)能、節(jié)水效果顯著,商業(yè)機(jī)會(huì)巨大。應(yīng)加大科研投入,開發(fā)利用相關(guān)工藝、技術(shù)與裝備;
8. 應(yīng)逐步推廣應(yīng)用水平衡測試、水足跡、水管理會(huì)計(jì)、生命周期評價(jià)等先進(jìn)的水資源管理工具,促進(jìn)中國鋼鐵企業(yè)水資源管理水平的提升。
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